温度感测装置、使用其的温度传感器和可穿戴装置的制造方法
【专利摘要】提供了一种温度感测装置、使用其的温度传感器和具有其的可穿戴装置。在一方面，温度感测装置包括由温度感测材料形成的第一层。温度感测材料的电阻被构造为响应于温度的变化而改变。温度感测装置还包括第二层和第三层，第二层包括银纳米颗粒，第三层由温度感测材料形成。第二层设置在第一层和第三层之间。
【专利说明】溫度感测装置、使用其的溫度传感器和可穿戴装置
[0001 ] 本专利申请要求于2015年3月23日提交的第10-2015-0040276号韩国专利申请的 优先权，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002] 本公开总体上设及溫度感测装置和使用此溫度感测装置的溫度传感器。
【背景技术】
[0003] 通常，使用销、金、单晶娃等制造溫度传感器。如此，溫度传感器的制造相对昂贵， 且运些传感器不是透明的。
[0004] 当将标准溫度传感器制造为透明的时，其设及将有机材料诱铸到模具中并使有机 材料干燥。因此，难于减小标准溫度传感器的尺寸且难W大量生产标准溫度传感器。为了克 服运些缺点，已经研发使用氧化物材料形成的溫度感测装置。氧化物材料在等于或大于大 约300摄氏度的溫度下具有良好的特性，从而难W在柔性装置中使用该材料。
【发明内容】
[0005] -个发明方面是具有改善的溫度感测能力的溫度感测装置。
[0006] 另一方面是包括银纳米颗粒的溫度感测装置W改善溫度感测能力。
[0007] 另一方面是具有柔性且是透明或半透明的溫度感测装置。
[000引另一方面是具有溫度感测装置的溫度传感器。
[0009] 另一方面是具有溫度传感器的可穿戴装置。
[0010] 另一方面是一种溫度感测装置，所述溫度感测装置包括:第一层，包括电阻根据溫 度而改变的溫度感测材料;第二层，包括银纳米颗粒；W及第=层，包括溫度感测材料。第二 层可W设置在第一层和第=层之间。
[0011] 溫度感测材料可W包括用氧化侣(Ab化)渗杂的氧化锋(ZnOx)。
[0012] 溫度感测材料可W包括用大约Iwt%的氧化侣渗杂的氧化锋(ZnOx)。
[0013] 第二层可W包括用恒定的稀释比稀释的银纳米颗粒。
[0014] 第二层的银纳米颗粒可W用大约1000:1至大约10:1的稀释比稀释。
[0015] 第一层、第二层和第=层中的每个可W是透明的或半透明的。
[0016] 另一方面是一种溫度传感器，所述溫度传感器包括:第一膜，具有柔性;第一电极， 形成在第一膜上；第二电极，形成在第一膜上并与第一电极分隔开；至少一个溫度感测装 置，形成在第一膜、第一电极和第二电极上；W及第二膜，形成在溫度感测装置上。溫度感测 装置可W包括:第一层，包括电阻根据溫度而改变的溫度感测材料;第二层，包括银纳米颗 粒；W及第=层，包括溫度感测材料。第二层可W设置在第一层和第=层之间。
[0017] 溫度感测材料可W包括用氧化侣(Ab化)渗杂的氧化锋(ZnOx)。
[0018] 溫度感测材料可W包括用大约Iwt%的氧化侣渗杂的氧化锋(ZnOx)。
[0019] 第二层可W包括用恒定的稀释比稀释的银纳米颗粒。
[0020] 第二层的银纳米颗粒可W用大约1000:1至大约10:1的稀释比稀释。
[0021] 第一电极和第二电极可W具有婉艇结构。
[0022] 第一膜和第二膜可W具有婉艇结构。
[0023] 溫度感测装置可W是透明的或半透明的。
[0024] 另一方面是一种可穿戴装置，所述可穿戴装置包括感测溫度的溫度传感器和使用 溫度传感器检测溫度并执行与溫度对应的指令的控制器。溫度传感器可W包括:第一膜，具 有柔性;第一电极，形成在第一膜上;第二电极，形成在第一膜上并与第一电极分隔开;第一 层，形成在第一膜、第一电极和第二电极上并包括电阻根据溫度而改变的溫度感测材料;第 二层，形成在第一层上并包括银纳米颗粒;第=层，形成在第二层上并包括溫度感测材料； W及第二膜，形成在第=层上。
[0025] 溫度感测材料可W包括用氧化侣(Ab化)渗杂的氧化锋(ZnOx)。
[0026] 溫度感测材料可W包括用大约Iwt%的氧化侣渗杂的氧化锋(ZnOx)。
[0027] 第二层可W包括用恒定的稀释比稀释的银纳米颗粒。
[0028] 第二层的银纳米颗粒可W用大约1000:1至大约10:1的稀释比稀释。
[0029] 第一电极和第二电极可W具有婉艇结构。
[0030] 第一膜和第二膜可W具有婉艇结构。
[0031] 溫度感测装置可W是透明的或半透明的。
[0032] 可穿戴装置还可W包括存储数据的存储部件。当使用溫度传感器检测的溫度在正 常范围内时，控制器可W控制存储部件W允许存储部件按时间存储检测的溫度。
[0033] 可穿戴装置还可W包括与外部装置通信的通信部件。当使用溫度传感器检测的溫 度不在正常范围内时，控制器可W通过通信部件与外部装置通信。
[0034] 另一方面是溫度感测装置，所述溫度感测装置包括：第一层，由溫度感测材料形 成，其中，溫度感测材料的电阻被构造为响应于溫度的变化而改变;第二层，包括银纳米颗 粒；W及第=层，由溫度感测材料形成，其中，第二层设置在第一层和第=层之间。
[0035] 在示例性实施例中，溫度感测材料包括用氧化侣(Ab化)渗杂的氧化锋(ZnOx)。溫 度感测材料的氧化锋(ZnOx)可WW大约Iwt%用氧化侣渗杂。第二层的银纳米颗粒可W用 基本恒定的稀释比稀释。第二层的银纳米颗粒可W用大约1000:1至大约10:1的稀释比稀 释。第一层、第二层和第=层中的每个可W是透明的或半透明的。
[0036] 另一方面是溫度传感器，所述溫度传感器包括:柔性的第一膜;第一电极，形成在 第一膜上方;第二电极，形成在第一膜上方并与第一电极分隔开;至少一个溫度感测组件， 形成在第一膜、第一电极和第二电极上方；W及第二膜，形成在溫度感测组件上方，其中，溫 度感测组件包括:第一层，由溫度感测材料形成，其中，溫度感测材料的电阻被构造为响应 于溫度的变化而改变;第二层，包括银纳米颗粒；W及第=层，由溫度感测材料形成，其中， 第二层设置在第一层和第=层之间。
[0037] 在示例性实施例中，溫度感测材料包括用氧化侣(Ab化)渗杂的氧化锋(ZnOx)。溫 度感测材料的氧化锋(ZnOx)可WW大约Iwt%用氧化侣渗杂。第二层的银纳米颗粒可W用 基本恒定的稀释比稀释。第二层的银纳米颗粒可W用大约1000:1至大约10:1的稀释比稀 释。第一电极和第二电极可W具有婉艇结构。第一膜和第二膜可W具有婉艇结构。溫度感测 装置可W是透明的或半透明的。
[0038] 另一方面是可穿戴装置，所述可穿戴装置包括:溫度传感器，被构造为感测溫度； W及控制器，被构造为：i)使用溫度传感器检测溫度;和ii)执行与感测的溫度对应的指令， 其中，溫度传感器包括:柔性的第一膜;第一电极，形成在第一膜上方;第二电极，形成在第 一膜上方并与第一电极分隔开;第一层，形成在第一膜、第一电极和第二电极上方，其中，第 一层由溫度感测材料形成，其中，溫度感测材料的电阻被构造为响应于溫度的变化而改变； 第二层，形成在第一层上方并包括银纳米颗粒;第=层，形成在第二层上方并由溫度感测材 料形成；W及第二膜，形成在第=层上方。
[0039] 在示例性实施例中，溫度感测材料包括用氧化侣(Ab化)渗杂的氧化锋(ZnOx)。溫 度感测材料的氧化锋(ZnOx)可WW大约Iwt%用氧化侣渗杂。第二层的银纳米颗粒可W用 基本恒定的稀释比稀释。第二层的银纳米颗粒可W用大约1000:1至大约10:1的稀释比稀 释。第一电极和第二电极可W具有婉艇结构。第一膜和第二膜可W具有婉艇结构。溫度感测 装置可W是透明的或半透明的。
[0040] 在示例性实施例中，可穿戴装置还包括被构造为存储溫度数据的存储器，其中，控 制器还被构造为：当使用溫度传感器检测的溫度在正常范围内时，控制存储器来存储检测 的随时间变化的溫度。
[0041] 在示例性实施例中，可穿戴装置还包括被构造为与外部装置通信的通信接口，其 中，控制器还被构造为：当使用溫度传感器检测的溫度不在正常范围内时，通过通信接口与 外部装置通信。
[0042] 根据至少一个实施例，溫度感测装置和溫度传感器可W具有优异的溫度感测能 力。
[0043] 另外，溫度感测装置和溫度传感器可W W较低的成本大量生产。
[0044] 此外，溫度感测装置和溫度传感器可W具有柔性并可W是透明的或半透明的。
【附图说明】
[0045] 通过参考下面结合附图考虑时的详细描述，本公开的上述和其他优点将变得更加 明显。
[0046] 图1是示出根据本公开的示例性实施例的溫度感测装置的剖视图。
[0047] 图2是示出包括图1中示出的溫度感测装置的溫度传感器的剖视图。
[0048] 图3是示出图2中示出的溫度传感器的分解透视图。
[0049] 图4A是溫度感测装置的透射电子显微镜(TEM)图像。
[0050] 图4B是包括银纳米颗粒的第二层的TEM图像。
[0051] 图5A示出包括不同稀释比下的银纳米颗粒的溫度感测装置的原子力显微镜(AFM) 图像。
[0052] 图5B是示出包括不同稀释比下的银纳米颗粒的溫度感测装置的电阻变化随溫度 变化的曲线图。
[0053] 图5C是通过使用紫外光电子能谱化PS)和紫外光谱(UVS)分析包括不同稀释比下 的银纳米颗粒的溫度感测装置所获得的结果图。
[0054] 图6A是通过外部应变拉伸的溫度传感器的有限元分析图像。
[0055] 图6B是示出通过外部应变拉伸的溫度传感器和未被施W外部应变的溫度传感器 的电阻特性随溫度变化而变化的曲线图。
[0056] 图7A是示出使用热枪将热施加到溫度传感器的实验的图。
[0057] 图7B是图7A中示出的实验的结果图。
[0058] 图8A是通过红外相机拍摄的根据其区域具有不同溫度的加热器的图。
[0059] 图8B是示出图8A的溫度传感器的感测结果的图。
[0060] 图8C是示出多通道溫度传感器的电路图。
[0061] 图9是示出使用溫度传感器制造的皮肤安装式可穿戴装置的图。
[0062] 图10是示出图9中示出的皮肤安装式可穿戴装置的框图。
[0063] 图11是示出穿戴皮肤安装式可穿戴装置达一天的急性脑卒中患者的体溫变化的 图。
【具体实施方式】
[0064] 提供参照附图进行的W下描述来有助于全面理解如由权利要求及其等同物限定 的本公开的各种实施例。其包括各种具体细节W促进理解，但是运些仅被视为示例性的。因 此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可W对运里 描述的各种实施例做出各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁，可W省略公知的功能和构 造的描述。
[0065] 在下面的描述和权利要求中使用的术语和词语仅用于能够清楚地且一致地理解 本公开。因此，对于本领域的技术人员应该明显的是，提供本公开的各种实施例的W下描述 仅是出于说明目的，而不是出于限制由所附权利要求及其等同物所限定的本公开的目的。
[0066] 在下文中，将参照附图详细地解释所描述的技术。
[0067] 图1是示出根据本公开的示例性实施例的溫度感测装置10的剖视图。
[0068] 参照图1，溫度感测装置或溫度感测组件10包括第一层Ll、第二层L2和第S层L3， 每层包括溫度感测材料。溫度感测装置10具有第一层Ll至第=层L3顺序堆叠的结构。
[0069] 第一层Ll至第=层L3包括其电阻根据溫度改变的溫度感测材料。第一层Ll和第= 层L3包括作为溫度感测材料的用氧化侣(A12化)渗杂的氧化锋(ZnOx)。在图1的实施例中，W 大约Iwt%利用氧化侣渗杂氧化锋(ZnOx)。在下文中，为了便于解释，将W大约Iwt%渗杂了 氧化侣的氧化锋(ZnOx)称为侣渗杂的氧化锋(AZO)。
[0070] 第二层L2设置在第一层Ll与第S层L3之间并包括银纳米颗粒(AgNP)。银纳米颗粒 (AgNP)用基本恒定的稀释比稀释并被包括在第二层L2中。运里，稀释比表示第二层L2中的 银纳米颗粒（AgNP)的稀释度。在本示例性实施例中，包括在第二层L2中的银纳米颗粒 (AgNP)的稀释比可W在大约1000:1至大约10:1的范围内。
[0071] 第一层Ll至第=层L3可W是透明的或半透明的。另外，第一层Ll和第=层L3可W 具有大约300nm或更小的厚度，包括在第二层L2中的每个银纳米颗粒(AgNP)可W具有大约 IOnm或更小的直径。第一层Ll至第=层L3可W通过使用标准微加工技术的薄膜沉积工艺来 形成。因此，溫度感测装置10可W W低制造成本大量生产。
[0072] 包括第二层L2的溫度感测装置10具有优异的溫度感测能力，其中，用基本恒定的 稀释比稀释的银纳米颗粒(AgNP)被包括在第二层L2中。稍后将参照图5B和图5C对此进行详 细描述。
[0073] 图2是示出包括图I中示出的溫度感测装置10的溫度传感器20的剖视图。
[0074] 参照图2,溫度传感器20包括第一膜Pl和第二膜P2、第一电极El和第二电极E2 W及 溫度感测装置10。
[0075] 第一膜Pl和第二P2包括透明或半透明材料，诸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚对苯 二甲酸乙二醋(PET)、聚偏二氣乙締(PVDF)、聚酸讽(PES)、聚苯乙締(PS)、聚碳酸醋(PC)、聚 酷亚胺(PI)、聚糞二甲酸乙二醋(PEN)、多芳基化合物(PAR)或它们的组合。在下文中，为了 便于解释，作为典型示例，将描述包括PI的第一膜Pl和第二膜P2。
[0076] 第一膜Pl和第二膜P2被图案化为具有婉艇(Se巧entine)形状。当第一膜Pl和第二 膜P2具有婉艇形状时，溫度传感器20是柔性的，因此，即使当溫度传感器20因外部应变而弯 折或弯曲时，也可W防止溫度传感器20受损。
[0077] 第一膜Pl和第二膜P2将第一电极El和第二电极E2W及溫度感测装置10包封W支 持溫度传感器20的结构并基本同时防止第一电极El和第二电极E2W及溫度感测装置10的 结构受损。因此，通过第一膜Pl和第二膜P2改善了溫度传感器20的可靠性。
[0078] 第一电极El和第二电极E2形成在第一膜Pl上W彼此分隔开。
[0079] 第一电极E1和第二电极E2包括透明或半透明材料。例如，第一电极E1和第二电极 E2可W包括氧化铜锡（ITO)、氧化铜锋（IZO)、氧化锋(ZnO)、氧化铜锡锋（ITZO)或它们的组 合。在下文中，为了便于解释，作为典型示例，将描述包括ITO的第一电极El和第二电极E2。
[0080] 为了改善溫度传感器20的柔性和可靠性，第一电极El和第二电极E2被图案化为具 有与第一膜Pl和第二膜P2的婉艇形状相似的婉艇形状。
[0081] 将参照图3详细地描述均具有婉艇形状的第一膜Pl和第二膜P2W及第一电极El和 第二电极E2。
[0082] 溫度感测装置10形成在第一电极El和第二电极E2W及第一膜Pl上且第二膜P2形 成在溫度感测装置10上。参照图1详细地描述了溫度感测装置10。
[0083] 如上所述，因为包括在溫度传感器20中的元件是透明的或半透明的，所W溫度传 感器20可W是透明的或半透明的，且由于均具有婉艇结构的元件而是柔性的。
[0084] 图3是示出图2中示出的溫度传感器20的分解透视图。
[0085] 参照图3,具有婉艇结构的第一电极El和第二电极E2形成在具有婉艇结构的第一 膜Pl上，溫度感测装置10形成在第一膜Pl W及第一电极El和第二电极E2上，具有婉艇结构 的第二膜P2形成在溫度感测装置10上。因此，溫度感测装置IOW及第一电极El和第二电极 E2由第一膜Pl和第二膜P2纯化。
[0086] 溫度传感器20包括至少一个溫度感测装置10。当溫度传感器20包括多个溫度感测 装置时，溫度感测装置可W通过均具有婉艇结构的第一膜Pl和第二膜P2W及第一电极El和 第二电极E2彼此连接。
[0087] 图4A是溫度感测装置的透射电子显微镜(TEM)图像，图4B是包括银纳米颗粒的第 二层的TEM图像。
[0088] 参照图4A，可W识别出第一层至第S层顺序堆叠在其上的溫度感测装置的剖面结 构。
[0089] 参照图4B，银纳米颗粒AgNP可W在第二层上成排地布置并具有基本相同的尺寸。 如上所述，因为银纳米颗粒AgNP基本均匀地布置并具有基本均匀的尺寸，所W即使当使用 溫度感测装置来制造溫度传感器时，溫度传感器也可W具有均匀性得W改善的结构。
[0090] 图5A示出包括不同稀释比下的银纳米颗粒的溫度感测装置的原子力显微镜(AFM) 图像。图5B是示出包括不同稀释比下的银纳米颗粒的溫度感测装置的电阻变化随溫度变化 的曲线图。图5C是通过使用紫外光电子能谱(UPS)和紫外光谱化VS)分析包括不同稀释比下 的银纳米颗粒的溫度感测装置所获得的结果图。
[0091] 参照图5A，第一图像AZO示出不包括银纳米颗粒的溫度感测装置的AFM图像，第二 图像(1000:1)示出包括W大约1000:1的稀释比稀释的银纳米颗粒的溫度感测装置的AFM图 像，第=图像(300:1)示出包括W大约300:1的稀释比稀释的银纳米颗粒的溫度感测装置的 AFM图像，第四图像（100:1)示出包括W大约100:1的稀释比稀释的银纳米颗粒的溫度感测 装置的AFM图像。如由AFM图像所表示的，包括在每个溫度感测装置中的银纳米颗粒的浓度 随着包括在每个溫度感测装置中的银纳米颗粒的稀释比减小而增大。
[0092] 参照图5B，曲线的斜率随着在每个溫度感测装置中包括的银纳米颗粒的浓度的增 大而增大。例如，关于不包括银纳米颗粒的溫度感测装置的曲线的斜率是大约0.096(%/ °C)，关于包括W大约100:1的稀释比稀释的银纳米颗粒的溫度感测装置的曲线的斜率是大 约 0.69(%/。〇。
[0093] 目P，随着在每个溫度感测装置中包括的银纳米颗粒的浓度增大，溫度感测装置关 于溫度的灵敏度增加。因此，为了制造可W精确地感测溫度的溫度感测装置，可W增大在溫 度感测装置中包括的银纳米颗粒的浓度。
[0094] 溫度感测装置的电阻根据溫度的改变设及载流子密度。随着溫度感测装置的载流 子密度增大，电阻减小，随着溫度感测装置的载流子密度减小，电阻增大。即，溫度感测装置 的载流子密度与溫度感测装置的电阻成反比。
[00M]通过下面的式1获得溫度感测装置的载流子密度。
[0096] 式 1
[0097]
[0098] 在式1中，V'表示载流子密度，"Ne"表示导带中的状态函数的有效密度，表示 导带的最低能级/枯"表示费米能级，"k"表示玻尔兹曼常数，叩'表示溫度。
[0099] 根据式1，Ec-虹对载流子密度产生影响。具体地，随着Ec-虹的值增大，载流子密度 (n)根据溫度(T)变化的变化程度增大。
[0100] 参照图5C，当银纳米颗粒的稀释比减小时，Ec-Ef的值(eV)增大。
[0101] 根据式1和图5C中示出的分析结果，当银纳米颗粒的密度增大时，Ec-Ef的值(eV)增 大，因此，随溫度变化的载流子密度极大地改变。即，当包括在溫度感测装置中的银纳米颗 粒的密度增大时，溫度感测装置的灵敏度增大。
[0102] 为了便于解释，图5A至图5C示出通过分析银纳米颗粒分别W大约1000:1、300:1和 100:1的稀释比稀释的溫度感测装置所获得的图，但是它们不应限于此或受此限制。即，通 过考虑溫度传感器的使用、制造工艺和制造成本，可W将溫度感测装置制造成具有各种稀 释比。
[0103] 在下文中，为了便于解释，作为典型示例，将详细描述包括W大约100:1的稀释比 稀释的银纳米颗粒的溫度感测装置。
[0104] 图6A是通过外部应变（external S化ain)拉伸的溫度传感器的有限元分析图像， 图6B是示出通过外部应变拉伸的溫度传感器和未被施W外部应变的溫度传感器的电阻特 性随溫度变化而变化的图。
[0105] 参照图6A，溫度传感器20包括其中包括溫度感测装置的活性区域AR和其中不包括 溫度感测装置的非活性区域。非活性区域包括具有婉艇结构的第一电极和第二电极W及第 一膜和第二膜。非活性区域的婉艇结构提高溫度传感器20的柔性，并基本上同时缓解由外 部应变引起的应力。因此，由外部应变引起的应力没有施加到其中布置了溫度感测装置的 活性区域AR。因此，尽管外部应变施加到溫度传感器20,但仍防止布置在活性区域中的溫度 感测装置易于受损，因此改善了溫度传感器20的耐久性和可靠性。
[0106] 为了测试溫度传感器20的耐久性和可靠性，在溫度传感器20通过在大约0.6 %至 大约30%的范围内的外部应变拉伸时，执行测量电阻根据溫度变化的变化的实验。
[0107] 参照图6B，在通过外部应变拉伸的溫度传感器与未被施W外部应变的溫度传感器 之间，溫度感测能力没有显著差异。因此，根据本示例性实施例的溫度传感器可W应用于具 有各种形状和高柔性的可穿戴装置而不受限制。
[0108] 图7A是示出使用热枪将热施加到溫度传感器的实验的图，图7B是图7A中示出的实 验的结果图。
[0109] 参照图7A，通过周期性地操作热枪(参照图7A中示出的左侧图像），溫度传感器20 被重复地加热和冷却。当打开热枪来加热溫度传感器20时，溫度传感器20和穿戴着溫度传 感器20的手腕的溫度升至大约40°C。可W通过红外线相机来监测溫度传感器20和手腕的溫 度的升高(参照图7B中的右侧图像）。
[0110] 参照图7B，当打开热枪时，在溫度传感器20被加热的同时，由溫度传感器20感测的 溫度升高，当关闭热枪时，在溫度传感器20冷却的同时，由溫度传感器20感测的溫度降低。 另外，从溫度传感器20被加热的时间点开始，在相对快速的响应时段内，溫度传感器20可W 感测与红外线相机监测的溫度相同的溫度。
[0111] 根据上述实验，溫度传感器20可W具有快速反应速度，并可W精确地感测溫度。
[0112] 图8A是由红外线相机拍摄的根据其区域具有不同溫度的加热器的图像。图8B是示 出图8A的溫度传感器的感测结果的图。图8C是示出多通道溫度传感器的电路图。
[0113] 在设及图8A和图8B的实验中，具有3X3阵列多通道的溫度传感器被构造为包括多 个溫度感测装置。
[0114] 参照图8A，加热器的具有不同溫度的区域由红外线相机监测。
[0115] 参照图8B，布置在图8A中示出的加热器上方的溫度传感器通过通道感测不同的溫 度。另外，由红外线相机通过加热器的区域获得的溫度基本上等于由溫度传感器通过通道 感测的溫度。
[0116] 因此，制造商可W根据制造目的、制造应用、制造环境等通过增加溫度传感器的通 道的数量来改善溫度传感器根据溫度传感器的区域的溫度感测能力。
[0117] 参照图8C，溫度传感器可W具有多通道构造，并包括多个溫度感测装置11和分别 连接到溫度感测装置11的多个开关装置TR(例如，晶体管）。图8C中示出的电路图示出具有3 X 3阵列多通道的溫度传感器20，但是溫度传感器20不应限于3 X 3阵列多通道。
[0118] 溫度感测装置11W-对一的对应方式对应于溫度传感器20。每个溫度感测装置11 的第一端连接到开关装置TR中的对应的开关装置TR的源极端子。
[0119] 每个开关装置TR的漏极端子电连接到对应的位线化，每个溫度感测装置11的第二 端电连接到对应的源极线化。每个开关装置TR的栅极端子电连接到对应的字线WL。响应于 通过字线WL提供的导通信号，每个开关装置TR被导通，因此连接到开关装置TR的漏极端子 的位线化电连接到溫度感测装置11和与开关装置TR的源极端子连接的源极线化。结果，由 溫度感测装置11产生的信号从溫度感测装置11通过连接到溫度感测装置11的位线化和/或 源极线化输出。
[0120] 连接到同一字线WL的开关装置TR基本同时被导通，连接到不同字线的开关装置TR 在不同时间点被导通。因此，开关装置T财良据连接到其的字线WL而分组，且开关装置组顺序 地操作。
[0121] 为了正确地和精确地感测溫度，需要制造包括溫度感测装置11的多通道溫度传感 器20。当溫度感测装置11W简单的阵列形式或矩阵布置时，在溫度感测装置11之间发生信 号干扰。为了防止信号干扰发生，溫度感测装置11连接到开关装置TR并且顺序地操作，因 此，可W使溫度感测装置11之间的信号干扰最小化。
[0122] 由溫度传感器20感测的与每个通道的溫度有关的数据可W通过监测来自每个溫 度感测装置11的输出信号来确定。然而，溫度传感器20不应限于图8C中示出的电路图。
[0123] 如上所述，溫度传感器20是柔性的和透明的或半透明的，并具有优异的溫度感测 能力。因此，根据本示例性实施例的溫度传感器20可W应用于最近备受关注的可穿戴装置。
[0124] 在本示例性实施例中，可穿戴装置通常指的是接触用户身体的一部分或穿戴在用 户身体的一部分上的任何电子装置。例如，可穿戴装置包括诸如头盎式显示器、皮肤安装式 可穿戴设备、智能手表、智能环和轮椅等的各种装置。在下文中，作为可穿戴装置的实施例， 将详细描述均应用了溫度传感器的皮肤安装式可穿戴装置、智能手表和轮椅。
[0125] 图9是示出使用溫度传感器制造的皮肤安装式可穿戴装置100的图。
[0126] 参照图9,通过将溫度传感器附着到具有粘合强度且是柔性的透明或半透明基底 (例如聚二甲基硅氧烷(PDMS))来制造皮肤安装式可穿戴装置100。可W使用皮肤安装式可 穿戴装置100作为实时地测量用户的体溫的装置。
[0127] 具体地，皮肤安装式可穿戴装置100对测量急性脑卒中患者的体溫是有益的。因为 可W通过皮肤安装式可穿戴装置100快速地监测急性脑卒中患者的预兆(征兆）（例如突然 的体溫下降），所W急性脑卒中患者可W尽可能快地接受适当的医疗治疗。
[0128] 另外，因为皮肤安装式可穿戴装置100是透明的或半透明的且难于被人眼识别，因 此皮肤安装式可穿戴装置100对隐藏用户是病人的事实是有益的。
[0129] 为此，皮肤安装式可穿戴装置100可W包括附加的元件，将参照图10详细地描述附 加的元件。
[0130] 图10是示出图9中示出的皮肤安装式可穿戴装置100的框图。
[0131] 参照图10,皮肤安装式可穿戴装置100包括溫度传感器20、存储部件或存储器40、 通信接口的通信部件50和控制部件或控制器30。
[0132] 溫度传感器20感测环境溫度，其细节如之前描述的。
[0133] 存储部件40存储数据。例如，存储部件40可W是但不限于可编程只读存储器 (PROM)、可擦除可编程只读存储器化PROM)、电可擦除可编程只读存储器化EPROM)、动态随 机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)或非易失性存储器。具体地，根据本示例 性实施例的存储部件40可W与其他元件通信W接收并存储各种数据。例如，存储部件40从 控制器30或溫度传感器20接收与由溫度传感器20感测的溫度有关的数据，并实时地存储与 溫度有关的数据。
[0134] 通信部件50可W通过各种协议将数据传输到外部装置和从外部装置接收数据。通 信部件50可W通过有线通信系统或无线通信系统接入网络来将各种数据传输到外部装置 和从外部装置接收各种数据。
[0135] 控制部件30可W与溫度传感器20、存储部件40和通信部件50通信W控制溫度传感 器20、存储部件40和通信部件50。具体地，控制部件30可W使用溫度传感器20来感测溫度并 基于感测的溫度来执行各种指令。
[0136] 例如，控制部件30可W使用溫度传感器20来监测穿戴着皮肤安装式可穿戴装置 100的用户的体溫。控制部件30可W检查由溫度传感器20感测的体溫是否在正常范围内。正 常范围可W根据患者的疾病、患者的情况等而改变。例如，当穿戴着皮肤安装式可穿戴装置 100的用户是急性脑卒中患者时，控制部件30可W基于在预确定的时间段期间用户的体溫 的快速变化来确定感测的体溫是否在正常范围内。
[0137] 当感测的体溫在正常范围内时，控制部件30可W将与用户的体溫有关的数据传输 到存储部件40, W允许存储部件40按时间存储用户的体溫。
[0138] 然而，当感测的体溫不在正常范围内时，控制部件30可W控制通信部件50 W允许 通信部件50与外部装置通信并传输与用户的当前体溫有关的数据。因此，外部装置可W是 但不限于安装在医院、消防站等中的通信单元。如上所述，控制部件30可W实时地监测用户 的体溫，并且当控制部件30感测到来自用户的警示信号时立即与外部装置通信，因此用户 可W尽可能快地接受适当的医疗治疗。
[0139] 同时，图10中示出的皮肤安装式可穿戴装置100的元件20、30、40和50彼此分隔开， 但是皮肤安装式可穿戴装置100的元件20、30、40和50可W根据设计规则集成在单个忍片或 多个忍片中。
[0140] 图11是示出穿有皮肤安装式可穿戴装置的急性脑卒中患者的体溫的一天的变化。
[0141] 为了精确地监测患者的体溫，将皮肤安装式可穿戴装置附着到与患者的榜动脉对 应的皮肤。另外，用户的体溫通过红外线相机实时地测量，W验证皮肤安装式可穿戴装置是 否精准地监测用户的体溫。
[0142] 参照图11，通过皮肤安装式可穿戴装置记录的用户的体溫的变化与由红外线相机 测量的用户的体溫的变化几乎对应。另外，精确地监测用户的体溫的小变化，且反应速度与 溫度变化相比非常快。
[0143] 在本示例性实施中，将皮肤安装式可穿戴装置描述为典型示例，但只要可穿戴装 置附着到用户身体的一部分或附着到快速地且精确地感测溫度变化所需的各种溫度测量 装置，溫度传感器可W应用于各种可穿戴装置。
[0144] 尽管已经描述了发明技术的示例性实施例，但理解的是，本发明不应限于运些示 例性实施例，而是本领域普通技术人员在要求保护的发明技术的精神和范围内可W做出各 种改变和修改。
【主权项】
1. 一种温度感测装置，所述温度感测装置包括： 第一层，包括温度感测材料，其中，所述温度感测材料的电阻被构造为响应于温度的变 化而改变； 第二层，包括银纳米颗粒；以及 第三层，包括所述温度感测材料， 其中，所述第二层设置在所述第一层和所述第三层之间。2. 根据权利要求1所述的温度感测装置，其中，所述温度感测材料包括用氧化铝掺杂的 氧化锌。3. 根据权利要求1所述的温度感测装置，其中，所述第二层的所述银纳米颗粒用恒定的 稀释比稀释。4. 一种温度传感器，所述温度传感器包括： 第一膜，所述第一膜是柔性的； 第一电极，形成在所述第一膜上方； 第二电极，形成在所述第一膜上方并与所述第一电极分隔开； 至少一个温度感测组件，形成在所述第一膜、所述第一电极和所述第二电极上方；以及 第二膜，形成在所述温度感测组件上方， 其中，所述温度感测组件包括:第一层，包括温度感测材料，其中，所述温度感测材料的 电阻被构造为响应于温度的变化而改变;第二层，包括银纳米颗粒；以及第三层，包括所述 温度感测材料，其中，所述第二层设置在所述第一层与所述第三层之间。5. 根据权利要求4所述的温度传感器，其中，所述温度感测材料包括用氧化铝掺杂的氧 化锌。6. 根据权利要求4所述的温度传感器，其中，所述温度感测组件是透明的或半透明的。7. 根据权利要求4所述的温度传感器，其中，所述第二层的所述银纳米颗粒用恒定的稀 释比稀释。8. 根据权利要求4所述的温度传感器，其中，所述第一电极和所述第二电极具有蜿蜒结 构。9. 根据权利要求4所述的温度传感器，其中，所述第一膜和所述第二膜具有蜿蜒结构。10. -种可穿戴装置，所述可穿戴装置包括： 温度传感器，被构造为感测温度；以及 控制器，被构造为：1)使用所述温度传感器检测所述温度；以及2)执行与感测的温度对 应的指令， 其中，所述温度传感器包括： 第一膜，所述第一膜是柔性的； 第一电极，形成在所述第一膜上方； 第二电极，形成在所述第一膜上方并与所述第一电极分隔开； 第一层，形成在所述第一膜、所述第一电极和所述第二电极上方，其中，所述第一层包 括温度感测材料，其中，所述温度感测材料的电阻被构造为响应于温度的变化而改变； 第二层，形成在所述第一层上方并包括银纳米颗粒；以及 第三层，形成在所述第二层上方并包括所述温度感测材料；以及 第二膜，形成在所述第三层上方。
【文档编号】G01K7/16GK105987767SQ201610164380
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】洪钟昊, 朴源祥, 林载翊, 秋惠容, 金大亨, 金在旻, 都敬植, 朴玟俊
【申请人】三星显示有限公司, 首尔大学校产学协力团